半潜式钻探平台受外力的影响和锚悬链线负载的特性
在井口上方。钻探装置的结构特点决定半潜式钻探平台的容许飘移值, 钻探状态容许飘移值约为水深的3%, 在风暴状态, 海浪超过了7~ 8级时, 容许飘移值约为水深的5~ 10 %。为了保持平台处于井口上方, 采用由下列主要部件组成的泊定系统:
— 保持平台相对于井口的位置和方向的执行机构;
— 测量平台对海底井口相对位置井向执行机构发令的信息处理装置。
根据海深、操作区域和钻探设备的特点,半潜式钻探平台有动力定位或锚泊定位系统。在动力定位系统中采用推进装置, 该装置能保证使平台泊定于与海底无机械连接的规定的范围内。用复杂的信息处理装置自动地控制推进设备。动力定位系统主要装在钻探水深很深的钻探设备上, 但是, 应用动力定位系统, 对用于钻探海深超过400~ 500米的平台是极有前途的。
在浅海, 为了保持平台位置, 广泛应用比动力定位系统简单的锚泊定位系统。本文研究半潜式钻探平台锚泊定位系统的某些特性。
锚泊的半潜式钻探平台, 在海上由于受风、波浪和永流力的作用, 会产生下列运动: 偏离钻孔中心、横倾、纵倾升沉和水平运动。图1表示OyBop型半潜式钻探平台外力作用的特性曲线。风和水流作用力的曲线是根据美国船检局的方法计算的。波负载根据北海测得的波谱汁算。
图1 在北海中OyBop型平台舷边所受的风、波浪和水流力的作用
1-波浪 2-风 3-水流
锚悬链线受范围很广的循环负载。这样引起材料疲劳使其寿命缩短,有时会在远小于破断强度的负载下破断。因此, 在使用中要求最大程度地减小锚悬链线的负载。
减小锚悬链线负载和提高锚系统的泊定能力的最重要因素是锚的配置方式, 图2表示平台锚悬链线的均布和定向配置。
图2 牛潜式钻探平台锚泊定位示意图
a—锚悬链线均布示意图 b—定向配置示意图 1.锚 2.锚悬链线;3.半潜式钻井平台。
为了限制平台移动, 在锚悬链线中应加预紧力, 使平台在一定的外载荷作用下能泊定于规定的范围内, 而勿需用锚机调整。正确地选择预紧力可以避免船用锚链的过载。但当钻探平台在外部负载作用下移动时,下风舷的预紧船用锚链会使顶风舷小负载的船用锚链所受拉力增加, 这就要求足够地放松下风舷船用锚链,图3是OyBop型平台移动值变化与负载作用「l]关系的特性曲线,
图3 OyBop型平台锚系统泊定能力与负载用作的关系
1.船用锚链预紧力(102吨力) 2.下风舷船用锚链完全放松 3.上风舷最大负载船用锚链中的力 4.船舶锚链预紧力值
由上述的特性曲线可以得出结论, 放松下风舷的船舶锚链线对限制平台移动和增加锚系统的泊定能力起着显著的作用。
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